智能瓜果精選分級系統(tǒng)關鍵技術研究.pdf

1、我國是瓜果生產(chǎn)大國，總產(chǎn)量位居世界第一位，但產(chǎn)后商業(yè)化處理技術和設備落后，產(chǎn)品缺乏市場競爭力，而國外發(fā)達國家瓜果生產(chǎn)強調規(guī)模性的專業(yè)化生產(chǎn)，采用先進的精選分級技術，提高瓜果商品的質量。中國加入WTO后，按照WTO農產(chǎn)品協(xié)議及中國與其他WTO成員國簽訂的雙邊和多邊貿易協(xié)議規(guī)定，不僅要大幅度降低瓜果進口關稅，而且要取消很多非關稅進口限制，我國的瓜果產(chǎn)業(yè)將面對更大的競爭和挑戰(zhàn)。深入研究瓜果精選分級技術，加快我們無損檢測技術的應用是當務之急。本

2、文基于計算機視覺技術，設計和開發(fā)了一套智能瓜果精選分級系統(tǒng)，克服了人工檢測分級主觀性、效率低的缺點，具有實用、快速準確的特點，能夠提高瓜果產(chǎn)品的附加值。 本論文提出了系統(tǒng)的總體設計方案，并就其中關鍵問題進行詳細的討論。系統(tǒng)由機械系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)四大部分組成。機械系統(tǒng)采用三級傳送帶和托盤的方式，實現(xiàn)瓜果自動排列進行檢測。視覺系統(tǒng)由工控機、圖像采集卡、I/O卡、彩色攝像頭和光照系統(tǒng)組成。由環(huán)形光源、散射玻璃、白

3、色背景的箱體組成光照系統(tǒng)，為圖像采集提供均勻、封閉的環(huán)境。為方便操作設備，專門為電氣控制系統(tǒng)設計了電氣柜，通過電氣柜面板上的按鈕、鼠標和實時監(jiān)控軟件可以控制系統(tǒng)的全部運行。 為達到實時在線分級，采用異步中斷觸發(fā)和雙緩沖的圖像采集方式，應用多線程技術，實現(xiàn)瓜果在線實時采集和處理；按場提取圖像信息，解決了瓜果運動過程中圖像重影問題；對瓜果圖像和背景圖像作減運算，快速有效地提取了瓜果果實圖像；綜合應用低通濾波、中值濾波和形態(tài)學濾波去除

4、圖像干擾噪聲。輸入圖像經(jīng)過這些實用技術處理后，便于進行后續(xù)的特征提取和分級工作。 綜合應用計算機視覺技術、人工神經(jīng)網(wǎng)絡、模糊數(shù)學和統(tǒng)計理論進行瓜果特征的提取和分級。針對傳送過程中瓜果姿態(tài)不確定的情況，提出用不變矩特征、圓形度特征描述瓜果形狀，采用馬氏距離分類器進行分類；將RGB顏色模型轉換為HSL顏色模型，在HSL顏色模型上定義模糊顏色，識別瓜果缺陷；以瓜果表面色度值作為輸入特征，建立三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡進行瓜果顏色度識別。